(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に農業用途で利用するための軸受シール組立体（５０）であって、
接触式転がり軸受の外輪（２０）によって利用時に支持されている金属製シールド（７０）であって、対角線方向に延在している中央部分（７２）を含んでいる前記金属製シールド（７０）と、
前記金属製シールド（７０）に固定されているマルチリップ式弾性シールガスケット（６０）であって、前記接触式転がり軸受の内輪に面している複数のシールリップすなわち接触式リップ（６２，６３，６４）を備えている前記マルチリップ式弾性シールガスケット（６０）と、
を備えている前記軸受シール組立体（５０）において、
前記マルチリップ式弾性シールガスケットが、
第１のラジアル方向負荷を前記内輪に作用させる第１の接触式リップ（６６）と、
前記第１の接触式リップ（６６）から延在しており、前記第１のラジアル方向負荷より小さな第２のラジアル方向負荷を前記内輪に作用させる第２の接触式リップ（６２）と、
前記第２の接触式リップ（６２）の前記第１の接触式リップ（６６）に関する反対側に配置されており、前記第１のラジアル方向負荷よりも小さく且つ前記第２のラジアル方向負荷より大きな第３のラジアル方向負荷を前記内輪に作用させる第３の接触式リップ（６４）と、
を備えていることを特徴とする軸受シール組立体。
【請求項２】
前記接触式転がり軸受内部に潤滑油を保持するための第１の非接触式リップ（６５）と、異物が前記接触式転がり軸受に侵入することを防止するための第２の非接触式リップ（６１）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸受シール組立体。
【請求項３】
前記第１の接触式リップ（６６）が、アキシアル方向において中間に配設されたリップであり、前記第１の接触式リップと前記第２の接触式リップと前記第３の接触式リップとのうち最も厚肉であり且つ最も可撓性を有していないリップであり、
前記第２の接触式リップ（６２）と前記第３の接触式リップ（６４）とが、前記第１の接触式リップ（６６）の両側に配置されており、前記第１の接触式リップ（６６）より可撓性を有し且つ細長いリップであり、アキシアル方向外方及びラジアル方向内方に向かってテーパ状になっている錐状の表面に対して略平行に延在しており、
前記第２の接触式リップ（６２）と前記第３の接触式リップ（６４）とがそれぞれ、前記第１の接触式リップ（６６）より小さなラジアル方向圧力を前記内輪に作用させることを特徴とする請求項２に記載の軸受シール組立体。
【請求項４】
中央に配設された前記第１の接触式リップ（６６）と、前記第１の接触式リップ（６６）のアキシアル方向外側に配設された前記第２の接触式リップ（６２）とが、アキシアル方向外方方向及びラジアル方向内方方向に延在している共通する薄肉且つ錐状のリップ（６３）から延在していることを特徴とする請求項１に記載の軸受シール組立体。
【請求項５】
共通する薄肉且つ錐状の前記リップ（６３）が、前記マルチリップ式弾性シールガスケットの略中央に基端部分（６７）を有していることを特徴とする請求項４に記載の軸受シール組立体。
【請求項６】
前記第３の接触式リップ（６４）が、前記第１の接触式リップ（６６）のアキシアル方向内側に配置されており、共通する薄肉の前記リップ（６３）の前記基端部分（６７）に対してラジアル方向内側の部分から延在している基端部分（６８）を有していることを特徴とする請求項５に記載の軸受シール組立体。
【請求項７】
アキシアル方向内側に配設された前記第３の接触式リップ（６４）が、アキシアル方向外側に配設された前記第２の接触式リップ（６２）より高剛性であることを特徴とする請求項１に記載の軸受シール組立体。
【請求項８】
前記その他の２つのリップ（６２，６４）に対して平行に延在していると共に利用時に前記内輪（３０）の円筒状の前記外面（３２）に密接に隣接して終端している、アキシアル方向において最も外側に配設された非接触式錐状リップ（６１）を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の軸受シール組立体。
【請求項９】
利用時に前記内輪（３０）の前記円筒状の外面（３２）に密接に隣接して終端している、アキシアル方向において最も内側に配設された非接触式リップ（６５）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の軸受シール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に農業用途で利用するための軸受シール組立体に関する。より具体的には、本発明は、中程度の位置合わせ誤差を補償可能な軸受ユニットと共に組み立てられるように適合された軸受シール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、主シール障壁及び副シール障壁それぞれを設けるためにマルチリップ式シールと関連するリップシールとを有している、例えば農耕用途のような過酷な環境状態のための軸受シール組立体を開示する。
主シール障壁は、外輪によって支持されており、
−  外輪の内周部分と内輪の外周部分との間に延在していると共に対角線上に延在している中央部分を有している、シート状金属製シュラウドと、
−  金属製シュラウドの対角線上に延在している部分の内側に向かっている面によって支持されている、マルチリップ式シールと、
を含んでいる。
副シール障壁は、内輪によって支持されており、
−  外側に向かってシールシュラウドに隣り合う内輪と共に回転するために内輪に接続されている、スリンガーと、
−  シールシュラウドとスリンガーとの間に配置されている、リップシールと、
を含んでいる。
【０００３】
スリンガーとマルチリップ式シールとの間に複雑な経路を設けるために、スリンガーは内輪の段付部分に当接しており、シュラウドは段付部分に密接に隣接して突出している端部分を含んでいる。
【０００４】
上述の特許文献に開示されている軸受シール組立体は、以下の欠点を有している：
１）  ３つの短く頑丈なリップによって形成されたマルチリップ式シールは、回転式内輪に対して高い抵抗を発生させる偏心性に敏感であり、この高い抵抗が、リップの早期磨耗の原因となり、著しいエネルギの浪費をもたらすこと；
２）  シュラウドの位置合わせに誤差が生じた場合には常に、３つの短く頑丈なリップが同一の密封効果を発揮しないこと；及び
３）  ２つのシール障壁が存在するにも関わらず、完全な密封作用がスリンガーとして適切に発揮される訳ではなく、支持部分の位置合わせ誤差に起因してそれ自体の位置も変化すること。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７２５８４９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一般的な目的は、上述の従来技術の欠点のうち１つ以上の欠点を克服可能な、特に農業用途で利用するための軸受シール組立体を提供することである。特に、本発明の重要な目的は、著しく不衛生な条件の下であっても、さらに軸受の内輪と外輪との間における位置合わせ誤差があったとしても、高い信頼性を要求する任意の種類の軸受機構において摩擦を大きくすることなく、シールの効果を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これら目的及び他の目的は、請求項１に規定される軸受シール組立体によって達成される。本発明の優位な実施例は、従属請求項において規定される。
【０００８】
本発明をより良く理解するために、添付図面を参照しつつ、例示される本発明の好ましい実施例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における、特に農業用途で利用するための軸受シール組立体の好ましい実施例のアキシアル方向の断面図である。
【図２】図１に表わす軸受シール組立体の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２は、軸受ユニット１０の両側面に据え付けられるように適合された軸受シール組立体５０の概略図を表わす。軸受ユニット１０は、軸線Ｘを中心として回転するためのシャフト（図示しない）を受容するように適合されている。軸受ユニット１０は、外輪２０と、両側面においてアキシアル方向に延在している内輪３０と、単列の玉４０とを含んでいる。外輪２０は、玉４０の両側に隣接している２つの内周溝２２と、アキシアル方向に移動することなく中程度の位置合わせ誤差を調整すると共に最外周に形成された、凸状球面２１とを有している。環状面２４が、軸線Ｘに対して垂直とされ、且つ、外輪２０の関連する外面壁２３に対してアキシアル方向内側に配置されており、内周溝２２それぞれの玉４０に向かって横方向における境界が、環状面２４それぞれによって形成されている。
【００１１】
内輪３０は、外輪２０に対して相対的に回転可能とされる。内輪３０は、外輪２０に向かって面している円筒状の外面３２と、軸線Ｘを中心として回転させるためにシャフトが固定されるシリンドリカルな内部空洞３１とを備えている。
【００１２】
軸受シール組立体５０が、外輪２０のアキシアル方向外側の両端部に装着されており、これにより内輪３０と外輪２０との間における環状の空隙を密封状態で塞いでいるので、異物が軸受ユニット１０に混入することを防止すると共に、潤滑グリースを該軸受ユニット内に維持することができる。
【００１３】
図２に最良に表わすように、軸受シール組立体５０それぞれが、環状のシートメタルから作られた補剛インサート７０と、弾性材料やゴムのような材料（好ましくはアクリロニトリル-ブタジエンゴム）から作られており、且つ、加硫によって補剛インサート７０と結合されている環状のマルチリップ式弾性ガスケット６０とを含んでいる。
補剛インサート７０は、
−  軸受シール組立体５０を軸受シール組立体５０の動作位置に係留するために、関連する内周溝２２に圧着されるように適合している外縁部分７１と、
−  関連する環状面２４に当接するために、外縁部分７１からラジアル方向内方に延在していると共に軸線Ｘに対して垂直とされる環状ディスク部分７３と、
−  外縁部分７１を介して環状ディスク部分７３に接続されているアキシアル方向において傾斜している傾斜部分、すなわち錐状部分７５と、
を備えている。
【００１４】
補剛インサート７０は、錐状部分７５に対して平行に配設されていると共に環状ディスク部分７３のラジアル方向内側の周囲部分において環状ディスク部分７３に接続している、別のアキシアル方向において傾斜している傾斜部分、すなわち錐状部分７２を備えている。
【００１５】
また、金属製インサート７０は、固形状の異物に対する障壁として機能する。そして、外縁部分７１が関連する内周溝２２に圧着されているので、このような塑性変形によって、軸受シール組立体５０を軸受ユニット１０に堅固に取り付けることができる。さらに、外縁部分７１が塑性変形し、環状ディスク部分７３が関連する環状面２４に当接しているので、これら２つの部分が傾斜部分７２のための高剛性な支持部分を形成し、同様に、傾斜部分７２がガスケット６０のための弾性支持部分を形成し、これにより、ガスケット６０が外面３２との接触状態を常に維持することができる。このことについては、本明細書において以下に詳述する。
【００１６】
本発明の好ましい実施例では、マルチリップ式シールガスケット６０は、補剛インサート７０に加硫されている。さらに、マルチリップ式シールガスケット６０は、
−  傾斜部分７２と直接接触している本体６９と、
−  本体６９から略ラジアル方向内方に延在している５つのリップ６１，６２，６３，６４，６５と、
を備えている。これら５つのリップのうちリップ６１，６５が非接触式リップである。従って、リップ６１，６５は、リップ６２，６３，６４を保護すると共にアキシアル方向においてリップ６１，６５の間にリップ６２，６３，６４を収容するように、外面３２からラジアル方向に離隔しており、且つ、アキシアル方向において反対側の本体６９の端部に配置されている。リップ６２，６３，６４は、中間に配置された接触式リップであり、内輪の円筒状の外面３２（図２には想像線で表わす）に対して滑動するように配置されている。添付図面では、弾性シールガスケット６０が非変形状態で示されていることに留意すべきである。
【００１７】
非接触式リップ６１は、アキシアル方向において最も外側に配設されたリップであり、内側に配設されたリップ６２，６３，６４が内側に侵入しようとする粗い異物によって損傷しないように、ラビリンスシールを形成している。リップ６１は、錐状になっている、すなわちアキシアル方向外方及びラジアル方向内方に向かってテーパ状になっている、２つの表面６１ｓによってアキシアル方向の境界が形成されている錐状リップである。また、リップ６１は、外面３２に接触することなく外面３２に密接に隣接して終端している自由端６１ｅを備えている。
【００１８】
非接触式リップ６５は、アキシアル方向において最も内側に配設されたリップであり、外面３２に密接に隣接して突出しており、部分的にではあるが、潤滑グリースを軸受ユニット１０内に維持するためのグリース保持器として機能する。リップ６５は、別のラビリンスシールを形成しており、アキシアル方向において凹状になっていると共にラジアル方向において平坦になっている本体６９の表面６９ｓによって、リップ６５のアキシアル方向内側における境界が形成されているので、軸受ユニット１０内においてグリースを容易に再循環させることができる。
【００１９】
リップ６４は、リップ６５に隣り合っており、本体６９から延在している共通の基端部分６８をリップ６５と共に共有している。リップ６４は、錐状壁として形成されている。リップ６４は、リップ６５より長く且つ可撓性を有しており、リップ６５に対して反対向きのアキシアル方向において、リップ６１に対して略平行に基端部分６８から延在している。リップ６４は、リップ６５から漏出するかもしれない潤滑グリースを幾らか受容可能な、中間に配設された環状の空洞６４ｓをリップ６５と共に形成している。
【００２０】
リップ６３は、リップ６４に対して略平行に且つリップ６４に隣り合って延在しており、錐状壁として形成されており、リップ６４の約２倍の厚さを有している。リップ６３は、本体６９の略中央に配置されている基端部分６７を備えており、基端部分６８に対してアキシアル方向内側の位置から延在している。リップ６３は、基端部分６７の反対側において、その幅が約９０°である先端部分が形成された堅固な接触式リップ６６を備えており、基端部６７は、リップ６３及びリップ６４と共にさらなる空洞６３ｓを形成している。空洞６３ｓの底部における直径は、空洞６４ｓの底部における直径より大きい。空洞６３ｓは、本体６９内部に延在しており、これにより２つの基端部分６８，６７を部分的に分割している。また、空洞６３ｓは、潤滑グリースによって事前に潤滑されているにも関わらず、リップ６４を通じて漏出するかもしれない潤滑グリースを幾らか受容可能とされる。このことは、リップ６６の磨耗をさらに低減することに貢献している。
【００２１】
リップ６２は、リップ６３から直接延在しているので、本体６９から延在していない唯一の接触式リップである。さらに、リップ６２は、リップ６６の近傍のリップ６３から延在している基端部分６２ｒを備えている。また、リップ６２は、錐状壁として形成されているが、上述のリップのうちでは最も長く且つ最も可撓性に富んでいる。
【００２２】
リップ６６とリップ６２と本体６９とがさらなる空洞６６ｓを形成しており、空洞６６ｓのラジアル方向外側における境界がシリンドリカルな底面６２ｓによって形成されており、底面６２ｓの直径が空洞６３ｓの底部における直径より大きい。
【００２３】
上述の構成及び配置によって、リップ６３は、主たるシールリップとして機能し、ラジアル方向の圧力を外面３２に対して最大に作用させることができる。第２のリップ６４は、リップ６３のラジアル方向の圧力よりも小さな、中程度のラジアル方向の圧力を作用させることができる。最後に、リップ６２は、他の２つの接触式リップ６４，６３より小さなラジアル方向の圧力を作用させることができ、主たるリップ６３を保護するための防塵式リップとして機能することができる。
【００２４】
本発明は、本明細書に関連して任意の特定理論に限定されることを意図する訳ではなく、出願人が実施した検証が、上述の配置の結果として、シャフトと軸受の固定部品との間において位置合わせ誤差が生じた場合に、リップ６３がピボット又は支点として機能することを表わしているにすぎない。結論として、リップ６２を介して作用するラジアル方向の接触圧力が高まる一方、リップ６４のラジアル方向の接触圧力が小さくなるか、又はその反対の結果となる。このことは、軸受内輪と軸受外輪との間における相対的な傾斜方向に依存する。しかしながら、位置合わせのずれが最悪の状態である場合には、リップ６２，６４のうち少なくとも１つのリップが、薄肉で細長く可撓性を有している構造に起因して全体的な圧力を高めることなく、リップ６６の両側において主たるリップ６６と共に内輪３０と滑り接触する状態を維持するだろう。従って、軸受シール組立体５０によって、少なくとも２つのスライディングリップが内輪と永続的に滑り接触すること、及び、二重の障壁が異物の軸受内部への侵入を防止することが確実になる。
【００２５】
最後に、上述の軸受シール組立体５０の全体的なシール性能を高めるために、シールガスケット６０は、本体６９と同一材料から作られていると共に環状面２４に当接している環状ディスク部分７３の側面を略完全に覆っている層状の、固定式シール１６０をさらに備えている場合がある。
【００２６】
本明細書には、本発明の特定の実施例が開示されているが、このような開示内容は単なる図解を目的とするものであり、本発明がこのような開示内容に限定される訳ではないことに留意すべきである。当業者であれば、上述の例示に鑑みて様々な改良が明らかであろう。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲のみに限定される訳ではない。
【符号の説明】
【００２７】
１０    軸受ユニット
２０    外輪
２１    凸状球面
２２    内周溝
２３    外面壁
２４    環状面
３０    内輪
３１    内部空洞
３２    外面
４０    玉
５０    軸受シール組立体
６０    マルチリップ式環状弾性ガスケット
６１    リップ
６１ｅ  自由端
６１ｓ  表面
６２    リップ
６２ｓ  底面
６３    リップ
６３ｓ  空洞
６４    リップ
６４ｓ  空洞
６５    リップ
６６    リップ
６６ｓ  空洞
６７    基端部分
６８    基端部分
６９    本体
６９ｓ  表面
７０    補剛インサート
７１    外縁部分
７２    錐状部分
７３    環状ディスク部分
７５    錐状部分
１６０    固定式シール
【図１】
0005480369.tif 000002
【図２】
0005480369.tif 000003